陶瓷颗粒滤料过滤油田污水技术研究

论文摘要

进入高含水开发期的油田,为解决采出水的处理和回注问题,研究开发了多项油田采出水处理工艺技术,建成了庞大的采出水处理与回注工程系统。国内油田一般采用除油——混凝——过滤的“三段式”采出水处理流程。其中,过滤设备是油田采出水处理中的关键设备,直接影响着采出水的净化处理效果。论文对目前油田采出水过滤设备存在的问题进行深入解剖分析,从理论、试验和工业化应用三个方面对采出水过滤技术进行研究。对新型陶瓷滤料的性能、应用效果进行研究分析,对开发设计和改造现有过滤器提出新思路。论文对颗粒过滤介质的过滤理论进行探讨和研究,从理论上对影响过滤效率的因素进行分析,提出油田污水滤料过滤器设计和改造的理论基础。通过实验研究影响过滤过程的主要参数及各参数间的相互关系,为新型陶瓷滤料过滤器的设计和改造提供实验依据。通过对过滤器陶瓷滤料配方、制造工艺和性能的实验研究,确定适合油田采出水净化处理的滤料材料、粒径、比重和滤床深度,提出油田专用陶瓷滤料过滤器的设计及改造方法。在辛一污水站,利用研究成果,成功完成了四台核桃壳过滤器的技术改造,应用表明,陶瓷滤料过滤器与其它滤料过滤器相比,具有滤料抗污染能力强、不易污染板结、再生性能好、耐腐蚀、耐磨损、过滤阻力小、使用寿命长等优点,极大地改善了外输水质。陶瓷滤料过滤器在油田采出水处理系统,有较高的经济效益和推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 油田污水过滤技术的现状和发展方向
• 1.1 引言
• 1.2 油田采出水处理技术及国内外现状
• 1.3 国内外过滤器的发展状况
• 1.4 油田污水过滤技术现状及生产中存在的主要问题
• 1.5 油田污水过滤技术的研究方向
• 第二章 颗粒滤料过滤器理论
• 2.1 引言
• 2.2 过滤机理
• 2.2.1 迁移机理
• 2.2.2 附着机理
• 2.2.3 脱离机理
• 2.3 过滤过程理论
• 2.3.1 澄清方程式
• 2.3.2 滤层水头损失公式
• 2.4 过滤效率的影响因素分析
• 2.4.1 滤料的影响
• 2.4.2 悬浮物的影响
• 2.5 过滤器的基本工作原理
• 2.5.1 过滤器的工作原理
• 2.5.2 过滤器的性能指标体系
• 2.5.3 滤床
• 2.5.4 工程应用中滤料的选择
• 2.5.5 过滤技术的改进趋势
• 第三章 新型陶瓷滤料制备与性能分析
• 3.1 新型陶瓷滤料配方优选试验
• 3.1.1 原料的化学成分
• 3.1.2 制备工艺及吸水率、孔隙率和体积密度测试结果
• 3.2 滤料样品的孔径大小及分布测试
• 3.3 试验结果分析与讨论
• 3.3.1 影响滤料气孔率及微孔结构的因素
• 3.3.2 影响压碎强度的因素
• 3.3.3 影响滤料样品耐酸性的因素
• 3.4 水质过滤和清洗优选试验
• 3.4.1 不同陶瓷滤料配方烧制滤料的水质过滤试验
• 3.4.2 滤料的反洗性能对比试验
• 3.5 新型陶瓷滤料物化性能对比
• 3.6 新型陶瓷滤料基本过滤参数测定
• 3.6.1 滤料级配
• 3.6.2 滤料的密度
• 3.6.3 滤料的当量粒径
• 3.6.4 滤床的空隙率
• 3.7 本章小结
• 第四章 陶瓷滤料过滤器的试验研究
• 4.1 小型模拟装置试验研究
• 4.1.1 模拟装置设计原则
• 4.1.2 实验装置
• 4.1.3 滤料对比试验
• 4.1.4 陶瓷滤料过滤实验结果分析
• 4.2 陶瓷滤料反洗试验研究
• 4.2.1 冲洗强度与膨胀率的关系
• 4.2.2 反洗历时
• 4.3 新型陶瓷滤料的反冲水力计算
• 4.4 新型陶瓷滤料过滤方程的建立与计算
• 4.4.1 过滤水头损失模型计算
• 4.4.2 过滤方程
• 4.4.3 过滤澄清基本方程的建立
• 第五章 新型陶瓷滤料过滤器现场中试试验研究
• 5.1 中试试验流程
• 5.2 中试试验情况
• 5.2.1 过滤性能试验数据
• 5.2.2 陶瓷滤料污染后清洗再生性能
• 5.3 本章小结
• 第六章 新型陶瓷滤料在辛一污水站的应用
• 6.1 辛一污水处理站概况
• 6.2 滤罐现状及改造
• 6.3 改造后滤罐运行水质检测情况与分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢